Bioplásticos: actualidad del mercado

La industria de bioplásticos ha llegado para quedarse. Esta es una verdad que se proclama a los cuatro vientos, y es muy probable que en el futuro se reconozca a los plásticos biobasados y biodegradables como la revolución más importante de la industria plástica de nuestra época.

El interés de los consumidores por contar con empaques sostenibles toca las fibras de todas las industrias. Grandes colosos, como Coca-Cola, han dado pasos firmes hacia empaques plásticos basados en fuentes renovables.

Este camino, sin embargo, es vertiginoso y no está exento de obstáculos. Mientras que algunos entusiastas han buscado embarcarse para desistir poco tiempo después por las dificultades que han experimentado, otros sufren por la escasez en suministros y otros más por el precio elevado. Todas estas cruces, sin embargo, año tras año van aligerándose: A la par con soluciones de mejor desempeño, la competitividad en precios mejora. Este año tomamos la foto del mercado de bioplásticos, haciendo una revisión de las novedades más sobresalientes y de las tendencias que marcarán el crecimiento futuro de este dinámico renglón productivo. 

Biobasados predominan
El término "bioplásticos" acoge a dos tipos de materiales: los plásticos que se generan a partir de materia prima renovable, aunque sólo sea parcialmente, pero que no son biodegradables. Este grupo recibe el nombre de "plásticos biobasados". El término también incluye a los plásticos que se generan a partir de materia prima renovable y se descomponen en el ambiente 100% y en un término de tiempo definido. Éstos reciben el nombre de "plásticos compostables".

De acuerdo con un informe publicado por Pira International, donde se hace una previsión del mercado de bioplásticos hasta 2020, las aplicaciones que más crecerán serán las de empaques de plásticos biobasados (es decir, con al menos un porcentaje de material renovable en su fabricación). De otro lado, los plásticos basados en almidón, celulosa y poliéster, y completamente biodegradables, no crecerán de manera tan acelerada y tendrían incluso una contracción en su mercado para el año 2020. El material con mayor crecimiento sería el polietileno verde. El PHA también ganaría relevancia.

Pese a que, dado el volumen, las aplicaciones de los bioplásticos aún se entienden como un nicho, la industria continúa creciendo a pasos agigantados, rodeando cifras del 20% anual. De acuerdo con predicciones de European Bioplastics, la asociación que representa los intereses de la industria europea de bioplásticos, en 2011 la producción de bioplásticos sobrepasará un millón de toneladas anuales. En el 2015, se espera que esta capacidad se duplique.

Durante la pasada feria Interpack, especializada en la industria del empaque, que se celebra cada tres años en Alemania, Hasso von Pogrell, el presidente de European Bioplastics, destacó el hecho de que los bioplásticos hayan llegado al sector de empaques significa que ya se ha pasado la barrera de transferir el producto a los consumidores. "Este es un paso importante para el sector de bioplásticos y, en el término medio, permitirá a la industria hacer la transición completa", afirmó.

Aplicaciones comerciales
Los bioplásticos están entrando a paso firme en las aplicaciones de empaque. Las multinacionales se las juegan por este tipo de materiales. Tal vez el ejemplo más representativo es Coca-Cola, que ha desarrollado la resina PlantBottle, basada parcialmente en caña de azúcar proveniente de Brasil. Esta resina, que tendría un desempeño idéntico al del PET, ahora está siendo usada también por el fabricante de salsa de tomate Heinz. El objetivo principal de este desarrollo es eliminar la dependencia del petróleo, reducir las emisiones de carbono y contar con una fuente renovable en el suministro de la materia prima.

NatureWorks LLC, compañía líder en el mercado de bioplásticos compostables que se ha encargado de abrir el camino a escala comercial para los materiales a base de recursos renovables, tiene entre su lista de clientes a empresas como Danone, Frito-Lay, Henkel, Stonyfield y Walmart. El material comercializado por NatureWorks se denomina Ingeo y es un biopolímero de ácido láctico (PLA), cuyo origen son azúcares de plantas, utilizado en una amplia gama de aplicaciones.

Por su parte, Braskem, con su polietileno verde, ha capturado la atención de empresas multinacionales como Tetra Pak, Johnson & Johnson y P&G, quienes ya cuentan con empaques basados en esta resina, cuya materia prima es eteno derivado de etanol de caña de azúcar.

Aditivos prometen mejoras en desempeño
El PLA, ácido poliláctico, es una resina basada en maíz o en caña de azúcar y es 100% biodegradable. Sin embargo, tiene una estrecha ventana de procesamiento y en su estado puro su desempeño, en algunos aspectos, no es competitivo contra las resinas basadas en petróleo.

Hasta ahora, el sonido aparatoso de las películas de PLA ha limitado su aceptación en empaques flexibles, tales como las bolsas de "snacks". Es por eso que una práctica común es mezclarlo con otras resinas o con aditivos, para mejorar sus propiedades de procesabilidad, barrera o resistencia mecánica.
DuPont desarrolló su Biomax Strong 120, un aditivo que incrementa la tenacidad (resistencia al impacto) del PLA de empaque y reduce el ruido que hace la película de PLA durante la extrusión o conversión, a la vez que reduce el consumo energético e incrementa la estabilidad térmica. De acuerdo con su fabricante, actúa como un lubricante en la extrusora, con lo que se incrementa en 21% la eficiencia energética con niveles de aditivación de apenas 2%.

En la misma línea, la empresa italiana Viba ofrece su masterbatch Vibatan 03925, que mejora la resistencia al impacto y mantiene la transparencia. El Vibatan 04075 aumenta la resistencia de la masa fundida y está especificado para la producción de botellas y la extrusión de película colada. El Vibatan 03834 mejoraría las propiedades de procesabilidad y resistencia mecánica, según su fabricante.

Cromex, de Brasil, ahora ofrece una nueva línea de compuestos de colores y aditivos para plásticos hechos con polietileno verde (polietileno a partir de caña de azúcar) y PLA.

El fabricante de compuestos RTP, con sede en Minnesota, Estados Unidos, ha comercializado la primera línea de PLA reforzado con fibra de vidrio, que mejora las propiedades de resistencia, rigidez y estabilidad térmica frente al PLA sin refuerzo. De acuerdo con la empresa, el porcentaje de fibra dentro del PLA puede ajustarse entre 10 y 40 %, de acuerdo con los requerimientos del cliente. Por ejemplo, el PLA reforzado con 30% tiene una resistencia a la tensión de 114 MPa y un módulo de elasticidad a la flexión de 11.239 MPa. Estas propiedades son mejores que las de polipropileno reforzado con fibra de vidrio al mismo porcentaje.

Gracias a una tecnología propietaria de nucleación, la cristalización se acelera, elevando la temperatura de desmoldeo, con lo que los tiempos de ciclos son comparables a los del PP o ABS.

Novedades en empaques flexibles
La empresa alemana FKuR lanzó un nuevo grado de su resina Bio-Flex, bajo el nombre de F 2201 CL, orientado al mercado de película soplada, transparente y flexible. El material se destaca por tener una excelente claridad, con respecto a los grados biodegradables disponibles hoy en día en el mercado, y puede procesarse en equipo estándar de extrusión y conversión para polietileno de baja densidad.

Según el fabricante, el contenido de material renovable es de aproximadamente 60%, y sus propiedades mecánicas combinan una alta capacidad de elongación y flexibilidad con buena resistencia a la penetración. Particularmente se recomienda su uso como una capa intermedia en una estructura coextruida, para lo que se ofrecen otros grados de la empresa. Un ejemplo de combinación es una estructura sándwich con dos capas externas del grado Bio-Flex A 4100 CL, un material transparente pero de mayor rigidez, con propiedades comparables al polipropileno.

El fabricante de películas de empaque Innovia Films lanzó un nuevo rango de su producto NatureFlex N913, basado en celulosa y biodegradable, que tiene una capa sellante de tecnología propietaria y cuenta con excelentes propiedades de barrera a gases y aromas. "Hay una percepción en el mercado de que las biopelículas no pueden desempeñarse tan bien como las películas convencionales, pero con las propiedades de barrera y sellabilidad de NatureFlex N913 este ya no es el caso", declaró Paul Barker, director de producto de NatureFlex y Cellophane.

Nuevas capacidades para abastecer la demanda
NatureWorks realizó una inversión de capital en su planta de producción en Blair, NE, Estados Unidos, con miras al desarrollo de nuevos grados de biopolímeros Ingeo (PLA) y de nuevos agentes láctidos. La empresa espera tener disponible esta nueva oferta de productos para su comercialización en 2013. Según la firma, el nuevo grado de Ingeo para inyección contribuirá, entre otros aspectos, a reducir los costos asociados con las partes formadas, gracias a ciclos de trabajo reducidos y a altos índices de producción. Además, los productos fabricados con estos nuevos grados de resinas serán menos propensos al encogimiento y tendrían una estabilidad dimensional mejorada.

NatureWorks espera que estas nuevas características permitan el uso de los polímeros Ingeo en un mayor rango de aplicaciones no tejidas. Además, la proyección de la firma es ampliar el espectro de tecnologías, incluyendo termoformado, extrusión de película, moldeo por inyección-soplado y extrusión por formado, entre otras.

En septiembre de 2010, Braskem puso en marcha su planta de producción de polietileno verde, con una capacidad anual de 200.000 toneladas. Así mismo, anunció la construcción de una planta para producir polipropileno verde, también a partir de fuentes renovables. Leonora Novaes, líder de desarrollo de mercado de químicos verdes de Braskem, le comentó a Tecnología del Plástico que la meta es que para 2013, la disponibilidad a escala comercial de polipropileno verde sea una realidad.

Por su parte, The Dow Chemical Company y Mitsui & Co., Ltd., de Tokio, Japón, anunciaron la formación de un joint venture. Según los términos y condiciones del acuerdo, Mitsui se convertiría en socio con una participación de capital del 50% en la operación de caña de azúcar de Dow, ubicada en Santa Vitória, Minas Gerais, Brasil. El alcance inicial del joint venture incluye la producción de etanol derivado de caña de azúcar para ser utilizado como fuente de energía y materias primas renovables. La primera fase del proyecto incluye la construcción de una planta de producción de etanol a partir de caña de azúcar en Santa Vitória, cuya construcción se estima que comience en el tercer trimestre de 2011.

Aplicaciones galardonadas
EconCore NV, de Bélgica, ganó el premio Bioplastics Award, otorgado por la revista Bioplastics Magazine en 2010, por sus productos para la construcción, basados en estructuras tipo sándwich y colmena. En ellas las capas externas y la colmena están hechas de PLA, una resina poliéster biodegradable obtenida totalmente a partir de fuentes renovables. Cuando se requieran demandas mecánicas mayores, las capas externas también pueden ser hechas con PLA reforzado con fibras de linaza, también 100% renovables.

El jurado, en su exposición de motivos, señaló el enfoque innovador al usar un diseño inteligente para potenciar las cualidades mecánicas del PLA. Si se extiende su uso, las estructuras prometen reducir considerablemente el peso de los materiales necesarios para una construcción, como resultado de la aplicación extensiva del concepto sándwich-colmena. Las densidades de producto se encuentran en el rango entre 40 y 120 kg por metro cúbico.

La aplicación de empaques de yogur en PLA producida en Estados Unidos por Stoneyfield Farm y Clear Lam Packaging logró ganar un premio de DuPont Packaging 2011, gracias a usar un alto volumen de PLA en una aplicación de consumo diario. Se trata de unos vasos de yogur del estilo form/fill/seal (formado, llenado y sellado), donde la materia prima es 93% de PLA, de NatureWorks. En este caso, se reemplazó el material original, que era poliestireno de alta densidad. La resistencia a la compresión se incrementó entre 15 y 20%, con lo cual el producto sufre menos daño durante su transporte.